Question

【題目】實驗室擬用如下裝置進行SO2的制備及性質實驗

①已知稀硝酸、亞硝酸作為氧化劑時，一般其還原產物為一氧化氮。

②lg2=0.3

③SO2易溶于水，通常條件下溶解的體積比為1∶40

回答下列問題：

（1）①制取SO2反應的化學方程式為_____________________________________________。

②實驗開始時加入的5g CaCO3的作用是_____________________________________。

（2）①當__________________時，將NaHSO3晶體抖入燒瓶中，觀察到D瓶及E瓶出現大量沉淀，

②寫出D瓶中發生反應的離子方程式_____________________________________。

③（1）、（2）兩步反應A中的導氣管口的位置是_____________。

A.前“a”后“b” B.前“a”后“a” C.前“b”后“b” D.前“b”后“a”

（3）實驗結果，B中仍澄清透明，C中稍有渾濁，通過手持技術檢測B、C溶液中pH變化得到如下圖象：

通過理論計算，若C中所有的NO3-被還原，所得溶液沖稀10倍后pH為_______(精確小數點后一位)

（4）結果分析，與實驗方案評價SO2通入BaCl2溶液中與通入Ba(NO3)2溶液中pH 相差不大，若估測NO3-能將SO2氧化，理論計算值與實際測得值相差很大，分析其原因是同條件下：稀HNO3的氧化性_____ 稀 HNO2的氧化性（填“強于”或“弱于”或“接近”）。該實驗設計在安全方面存在缺陷，請在不增加試劑瓶的前提下加以改進_________________________。

Answer 1

【答案】 NaHSO3+HC1= NaCl+SO2↑+H2O 制取CO2驅趕裝置系統中的空氣，避免空氣中的氧氣干擾實驗 E中出現白色沉淀時 SO2+2NO2-+Ba2+=BaSO4↓+2NO C或D(全選或選一個均給分) 依2NO3-+3SO2+2H2O+3Ba2+= 3BaSO4↓+4H+ +2NO計算得到溶液pH= 0.7 弱于 在每個洗氣瓶及發生裝置的燒瓶增一導管，一端插入溶液中，一端連通大氣，平衡氣壓

【解析】試題分析：（1）①NaHSO3與HC1反應生成氯化鈉、二氧化硫、水；②CaCO3與鹽酸反應生成二氧化碳氣體，驅趕裝置系統中的空氣，避免空氣中的氧氣干擾實驗；（2）①為避免空氣中的氧氣干擾實驗，等裝置中充滿二氧化碳時，將NaHSO3晶體抖入燒瓶中；②D瓶出現大量沉淀，說明D中二氧化硫被亞硝酸鈉氧化為SO42-，最終生成硫酸鋇沉淀；③第（1）步反應用制取的二氧化碳排出空氣，二氧化碳的密度大于空氣，所以應從b口排出空氣、第（2）步反應是制備二氧化硫并將二氧化硫排入后面裝置中，二氧化硫的密度大于二氧化碳，所以從a口或b口排出二氧化硫；（3）二氧化硫通入C中反應的離子方程式是2NO3-+3SO2+2H2O+3Ba2+= 3BaSO4↓+4H+ +2NO，根據反應方程式計算pH；（4）同濃度的硝酸鋇、氯化鋇溶液通入二氧化硫，C中稍有渾濁、D瓶出現大量沉淀；該實驗設計易引起倒吸。

解析：（1）①NaHSO3與HC1反應生成氯化鈉、二氧化硫、水，反應方程式是NaHSO3+HC1= NaCl+SO2↑+H2O；②CaCO3與鹽酸反應生成二氧化碳氣體，驅趕裝置系統中的空氣，避免空氣中的氧氣干擾實驗；（2）①為避免空氣中的氧氣干擾實驗，等裝置中充滿二氧化碳時，將NaHSO3晶體抖入燒瓶中，裝置中充滿二氧化碳時的現象是E中出現白色沉淀；②D瓶出現大量沉淀，說明D中二氧化硫被亞硝酸鈉氧化為SO42-，最終生成硫酸鋇沉淀，反應離子方程式是SO2+2NO2-+Ba2+=BaSO4↓+2NO；③第（1）步反應用制取的二氧化碳排出空氣，二氧化碳的密度大于空氣，所以應從b口排出空氣、第（2）步反應是制備二氧化硫并將二氧化硫排入后面裝置中，二氧化硫的密度大于二氧化碳，所以從a口或b口排出二氧化硫，所以應該是前“b”后“a”或前“b”后“b”； （3）二氧化硫通入C中反應的離子方程式是2NO3-+3SO2+2H2O+3Ba2+= 3BaSO4↓+4H+ +2NO，C中NO3-的濃度是1mol/L，根據反應方程式，C中所有的NO3-被還原，溶液中氫離子濃度是2 mol/L，溶液沖稀10倍后氫離子濃度是0.2 mol/L,pH= ；（4）同濃度的硝酸鋇、氯化鋇溶液通入二氧化硫，C中稍有渾濁、D瓶出現大量沉淀，說明稀HNO3的氧化性弱于稀 HNO2的氧化性；該實驗設計易引起倒吸，所以改進方法是在每個洗氣瓶及發生裝置的燒瓶增一導管，一端插入溶液中，一端連通大氣，平衡氣壓。